9FB燃机余热锅炉脱硝装置的探讨及研究

对于燃气机组来说，由于燃机排气的烟气更加清洁，因此在燃气项目中通常采用蜂窝式及波纹板式催化剂，同时由于烟气中粉尘含量极低，因此在设计中不需要考虑积灰和磨损的问题，用于燃气项目的蜂窝式催化剂的节距和壁厚远小于燃煤项目。目前应用在余热锅炉脱硝的催化剂主要有以下几种规格：

表3蜂窝式催化剂规格数据表

孔径越大的催化剂比表面积越小，经济性越差，但可以获得较小的催化剂阻力，而孔径小的催化剂经济性更好，但催化剂阻力较大。该工程采用70孔的蜂窝式催化剂，在保证系统性能和阻力的同时，采用了更小的催化剂体积，节约了空间，降低了初投资成本。

另外，SCR反应的温度区间也是设计时需要考虑的问题，在燃气项目中，烟气中SOx含量极低，不需要考虑NH4HSO4沉积的问题，因此SCR反应的最低运行温度要远低于燃煤机组，最低可低至200℃。但需要注意的是，随着烟气温度的降低，催化剂的活性也会随之降低，因此设计工况的烟气温度仍需高于300℃，在余热锅炉中通常将催化剂布置在高压蒸发器模块下游，以确保SCR反应处于合适的温度区间。

2.2.2喷氨栅格的布置

该工程喷氨栅格布置在高压蒸发器模块下游、催化剂模块之前的空间内，在烟道截面内设置多根喷管，同时将喷管分为数个可以独立调节的区域，可以通过喷氨栅格入口的调节阀来控制喷氨量，确保在整个烟道截面内的氨的均匀分布。

由于烟道宽度接近12m，为减小喷管长度方向上静压的影响，保证沿烟道宽度方向上的均匀性，栅格喷管从烟道两侧分别引入。在喷氨栅格与催化剂之间还需留有确保氨气烟气充分混合的距离。另外，9FB型燃机排气流场较不均匀，同一截面上中心与四周的烟气流速可差4倍以上，因此在进行脱硝装置设计时需进行流场模拟，对喷氨栅格处的流场进行校核，若不均匀则需加设导流装置或者静态混合器。

2.2.3还原剂系统的选择

还原剂制备系统主要分为液氨、氨水和尿素三种方案。在三种方案中，液氨系统的初投资相对较低，氨水制氨系统相对于液氨方案，占地面积小，运行成本较低，运输和运行的安全性较高。尿素制氨系统的初投资和运行成本均高于另两种方案，但运输和运行的安全性更高。在工程中选用何种还原剂制备系统，需要根据具体工程的地理位置、交通运输条件、运行成本等原因综合考虑。

由于本项目地址位于北京市区，考虑到运输及运行安全性，本工程还原剂制备系统采用20%浓度的氨水。氨水区单元制布置，每台余热锅炉辅助设备间内布置一套氨水制氨系统。本工程氨水系统主要工艺设备见表5。

表5氨水制氨系统主要工艺设备

蒸发氨水可采用余热锅炉高温烟气加热，也可采用电加热，采用高温烟气加热可减少脱硝系统电耗，可大幅减少运行成本。本工程采用取自余热锅炉的高温烟气加热，此部分烟气同时作为氨气的稀释空气，烟气接口设置在余热锅炉催化剂模块下游的烟道上。与燃煤机组不同的是，由于余热锅炉内部是正压，若采用电加热方案，在稀释风机选型时需考虑烟道正压，提高稀释风机压头。

3结语

近年来，燃气-蒸汽联合循环已经成为我国电力工业的一个重要组成部分，随着环保标准的日益严格，在余热锅炉内装设脱硝装置已经成为趋势。本文对余热锅炉SCR脱硝技术的原理和技术特点进行了介绍，并针对国内某9FB燃气机组余热锅炉脱硝装置实际工程，探讨了余热锅炉SCR脱硝技术的特殊性、工程应用中主要设备的选型等关键问题，希望能为余热锅炉SCR脱硝技术的发展提供宝贵经验。

文章作者：哈尔滨锅炉厂有限责任公司。王凤君，高新宇，张志伟。

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